JP2719322B2 - 排ガス脱硫方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、重油、石炭等の
燃焼排ガス等の硫黄酸化物を含有する各種排ガスの脱硫
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種の排ガスの脱硫方法の一つとして、
脱硫剤に水酸化マグネシウムや軽焼酸化マグネシウム等
のマグネシウム系化合物を用いる方法が知られている。
この方法はまず脱硫工程において上記の脱硫剤を含む処
理液に排ガスを接触させ硫黄酸化物を処理液中に吸収さ
せ、次いでこの処理液を酸化工程に導いて空気等の酸素
を含むガスにより酸化して硫酸マグネシウムと硫酸の水
溶液とし、この水溶液をマグネシウム系化合物で中和す
る。中和後の硫酸マグネシウムの水溶液は、これを海や
河川等へそのまま放流するとマグネシウム源や硫酸根の
消費につながり、また放流自体が環境に及ぼす影響を考
えると望ましくない場合もある。

【０００３】上記方法において硫酸マグネシウム水溶液
を放流しない方法が望まれるが、これに関する従来技術
としては、川崎マグネシウム石膏法が知られている（実
用公害防止技術集覧（１）、化学工業社出版、ｐ．１
４）。この方法は脱硫剤に水酸化マグネシウムと水酸化
カルシウムの混合スラリーを用いて脱硫工程で硫黄酸化
物を吸収させ、次いでこの処理液を硫酸によりｐＨを
２．０−４．０に調整しつつ空気等により酸化すること
により硫酸マグネシウムと二水石膏を生成させ、次いで
沈降分離工程と遠心分離器により二水石膏と硫酸マグネ
シウム水溶液とに分離する。分離された硫酸マグネシウ
ム水溶液は水酸化マグネシウムと水酸化カルシウムの混
合スラリーを含む原料調整工程に循環供給され、こゝで
混合スラリー中の水酸化カルシウムの一部と複分解反応
により水酸化マグネシウムと二水石膏が生成し、これと
残部の水酸化カルシウムを含む混合物は脱硫剤として吸
収工程へ循環供給される。しかし、この方法では脱硫液
に二水石膏が混合されてくるため脱硫工程内循環用ポン
プや配管のスケール付着が起こり易い欠点がある。

【０００４】硫酸マグネシウム水溶液を放流しない他の
従来技術として次の方法が開示されている（特公平５−
７０４５）。酸化工程で生成した硫酸マグネシウムの水
溶液を複分解槽へ導き、これに水酸化カルシウムや生石
灰等を加えて反応させることにより、二水石膏と水酸化
マグネシウムを生成し、これら混合物を湿式分級器等に
導き、ここで水酸化マグネシウムを主とした微粒子スラ
リーと、二水石膏を主とし水酸化マグネシウムを含む粗
粒子スラリーとに分離する。分離した前者の微粒子スラ
リーは脱硫剤として脱硫工程に循環供給し、後者の粗粒
子スラリーには少量の随伴されてくる水酸化マグネシウ
ムが含まれているので、これを別工程に導き、ここに脱
硫工程より硫黄酸化物を吸収した処理液の一部を供給し
て、スラリー中の水酸化マグネシウムと反応させて亜硫
酸マグネシウムに変換し、この亜硫酸マグネシウムを含
む液を沈降分離工程等により二水石膏と分離し、脱硫工
程へ循環供給し脱硫剤として再利用する。

【０００５】しかしこの方法においては上記亜硫酸マグ
ネシウムは溶解度が低く、生成した亜硫酸マグネシウム
の一部は二水石膏とともに系内より分離排出され、マグ
ネシウム系脱硫剤の再利用率は低いことが判った。ま
た、複分解槽へ供給される塩基性カルシウムに由来する
微量のカルシウムイオンが系中を循環し脱硫工程で脱硫
処理液と反応し、水への溶解度の低い亜硫酸カルシウム
が生成析出し、循環用のポンプや配管のスケール付着や
閉塞を生じ易く、脱硫装置の円滑な運転が継続できなく
なることも判明した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解消し、マグネシウム系脱硫剤の利用率及び二水石膏
の分離回収の向上を図り、且つ脱硫システムの循環系内
におけるスケールの付着や閉塞を防止した円滑な運転が
維持できる排ガス脱硫が行える方法を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、湿式分級器による
分離工程で分離され一部の水酸化マグネシウムを含む主
成分が二水石膏の粗粒子スラリーを別の工程に導き、脱
硫処理液を空気等により酸化し生成する硫酸マグネシウ
ム及び硫酸の水溶液を用い、二水石膏の粗粒子スラリー
中の水酸化マグネシウムと反応させて、亜硫酸マグネシ
ウム（溶解度：０．６４６ｇ／１００ｇ水溶液）に比較
すれば遥かに溶解度の高い硫酸マグネシウム（溶解度：
２６．７ｇ／１００ｇ水溶液）に変換すると、水に難溶
解性の二水石膏の分離が容易となり、また二水石膏が分
離された硫酸マグネシウム水溶液を複分解槽へ循環供給
し、水酸化マグネシウムに変換して脱硫工程に循環供給
することにより、従来法の二水石膏と分離された亜硫酸
マグネシウム水溶液を脱硫工程に直接循環供給するより
もマグネシウム系脱硫剤の再利用率が高くなることを見
い出した。さらに、複分解工程で生成した二水石膏と水
酸化マグネシウムの混合スラリーに、亜硫酸マグネシウ
ム及び亜硫酸水素マグネシウムを主成分とする脱硫処理
液の一部を供給し、循環液中に存在する微量の溶解カル
シウムイオンを亜硫酸カルシウムに変換し、次いで水酸
化マグネシウムを主とする微粒子スラリーと二水石膏及
び亜硫酸カルシウムの粗粒子スラリーとを湿式分級器等
で分離することにより系中を循環している微量のカルシ
ウムイオンを除去できることを見いだした。

【０００８】すなわち本発明は １．硫黄酸化物を含む排ガスをマグネシウム系脱硫剤で
処理する湿式脱硫方法であって、前記排ガスを、前記脱
硫剤を含む処理液と連続的に気液接触させ、排ガス中に
含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫工程、脱硫工程
後のマグネシウムの亜硫酸塩及び／又は酸性亜硫酸塩を
含む液を酸素を含むガスで処理して、前記マグネシウム
塩を硫酸マグネシウムに変換する酸化工程、硫酸マグネ
シウムを含む液を塩基性カルシウム化合物と反応させて
水酸化マグネシウムと二水石膏とに複分解させる複分解
工程、前記複分解により生成する水酸化マグネシウムス
ラリーと二水石膏スラリーとを分離し、水酸化マグネシ
ムスラリーを脱硫工程に戻す分離工程、及び二水石膏の
スラリーから二水石膏を沈降分離する沈降分離工程を含
む方法において、前記脱硫工程からの処理液は分離工程
からの二水石膏スラリーと共に酸化工程に導入され、酸
素を含むガスを導入して、マグネシウム塩を硫酸マグネ
シウムに変換すると共に、同時に生成する硫酸で二水石
膏に伴われる水酸化マグネシウムを硫酸マグネシウムに
変換し、ついで沈降分離工程に送り、沈降分解工程の主
として硫酸マグネシウムを含む上澄み液は前記複分解工
程に送ることを特徴とする脱硫方法。 ２．硫黄酸化物を含む排ガスをマグネシウム系脱硫剤で
処理する湿式脱硫方法であって、前記排ガスを、前記脱
硫剤を含む処理液と連続的に気液接触させ、排ガス中に
含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫工程、脱硫工程
後のマグネシウムの亜硫酸塩及び／又は酸性亜硫酸塩を
含む液を酸素を含むガスで処理して、前記マグネシウム
塩を硫酸マグネシウムに変換する酸化工程、硫酸マグネ
シウムを含む液を塩基性カルシウム化合物と反応させて
水酸化マグネシウムと二水石膏とに複分解させる複分解
工程、前記複分解により生成する水酸化マグネシウムス
ラリーと二水石膏スラリーとを分離し、水酸化マグネシ
ウムスラリーを脱硫工程に戻す分離工程、及び二水石膏
のスラリーから二水石膏を沈降分離する沈降分離工程を
含む方法において、前記分離工程と沈降分離工程との間
に前記酸化工程と異なる第２の酸化工程を設け、前記脱
硫工程から酸化工程に向かう脱硫工程処理液を第１の流
れと第２の流れとに分離し、第１の流れは前記酸化工
程、複分解工程、分離工程を逐次経た後、二水石膏スラ
リーは第２の流れと共に第２の酸化工程に導かれ、酸素
を含むガスを導入して、マグネシウム塩を硫酸マグネシ
ウムに変換すると共に、同時に生成する硫酸で二水石膏
に伴われる水酸化マグネシウムを硫酸マグネシウムに変
換し、ついで沈降分離工程に送り、沈降分離工程の主と
して硫酸マグネシウムを含む上澄み液は前記複分解工程
に戻すことを特徴とする脱硫方法。 ３．硫黄酸化物を含む排ガスをマグネシウム系脱硫剤で
処理する湿式脱硫方法であって、前記排ガスを、前記脱
硫剤を含む処理液と連続的に気液接触させ、排ガス中に
含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫工程、脱硫工程
後のマグネシウムの亜硫酸塩及び／又は酸性亜硫酸塩を
含む液を酸素を含むガスで処理して、前記マグネシウム
塩を硫酸マグネシウムに変換する酸化工程、硫酸マグネ
シウムを含む液を塩基性カルシウム化合物と反応させて
水酸化マグネシウムと二水石膏とに複分解させる複分解
工程、前記複分解により生成する水酸化マグネシウムス
ラリーと二水石膏スラリーとを分離し、水酸化マグネシ
ウムスラリーを脱硫工程に戻す分離工程、及び二水石膏
のスラリーから二水石膏を沈降分離する沈降分離工程を
含む方法において、前記分離工程と沈降分離工程との間
に石膏処理工程を設け、前記酸化工程から複分解工程に
向かう酸化工程からの処理液を第１の流れと第２の流れ
とに分離し、第１の流れは前記複分解工程、分離工程を
逐次経た後、分離された二水石膏スラリーは、第２の流
れと共に前記石膏処理工程に導かれ、二水石膏スラリー
に含まれる水酸化マグネシウムが第２の流れに含まれる
硫酸により硫酸マグネシウムに変換された後沈降分離工
程に送られ、沈降分離工程の主として硫酸マグネシウム
を含む上澄み液を前記複分解工程に戻すことを特徴とす
る脱硫方法。 ４．前記脱硫工程からの処理液の一部を複分解工程で得
られた混合スラリー液と共に、前記複分解工程と分離工
程との間に設けたカルシウムイオン変換工程に導き、溶
解しているカルシウムイオンを亜硫酸カルシウムに変換
した後、前記分離工程に送ることを特徴とする請求項１
乃至３記載の脱硫方法。

【０００９】以下に本発明についてより詳細に説明す
る。

【００１０】本発明で用いるマグネシウム系脱硫剤と
は、海水中のマグネシウムを原料とした水酸化マグネシ
ウム、マグネサイト鉱石を焼成して得られる酸化マグネ
シウム及び該酸化マグネシウムを消化して得られる水酸
化マグネシウム等の酸化マグネシウムや水酸化マグネシ
ウムを主成分とする塩基性マグネシウム化合物をいう。

【００１１】脱硫工程とは、硫黄酸化物を含む排ガスと
上記マグネシウム系脱硫剤を含む水溶液を接触させて硫
黄酸化物をその水溶液に吸収させる工程で、その装置は
これら気液を効率良く接触するような構造を持つ塔から
なり、水溶液をノズルで噴霧し、これに対し向流または
並流でガスを流す型式が多く用いられ、また気液接触を
良くするために充填物や棚段等を内部に設置しても良
い。

【００１２】脱硫工程処理液とは、マグネシウム系脱硫
剤水溶液と硫黄酸化物が反応して生成した亜硫酸マグネ
シウム、亜硫酸水素マグネシウム及び硫酸マグネシウム
が混在した組成の水溶液である。

【００１３】脱硫温度は、８０℃以下、好ましくは６０
℃以下であり、ｐＨは５．０−７．５、より好ましくは
５．５−７．０である。

【００１４】脱硫工程では、亜硫酸マグネシウムの水へ
の溶解度が低いので、その析出を防止するため、空気等
を吹き込み酸化し水への溶解度の高い硫酸マグネシウム
にかえ、亜硫酸マグネシウムの濃度をある値以下に制御
するのが一般的である。あるいは、亜硫酸マグネシウム
の濃度をある値以下に制御する方法として、空気等の吹
き込みによる亜硫酸マグネシウムの酸化をせずに、後述
の酸化工程からの処理液の一部を脱硫工程に導入して脱
硫工程での亜硫酸マグネシウムの濃度を希釈する方法も
ある。

【００１５】酸化工程では通常槽型反応器を用いるが、
脱硫塔内で硫黄酸化物とマグネシウム系脱硫剤と反応し
て生成した亜硫酸マグネシウムや亜硫酸水素マグネシウ
ムが酸素を含むガスにより酸化されて硫酸マグネシウム
及び硫酸を生成する。通常硫酸マグネシウムの濃度は３
−１０重量％であり、ｐＨは２−３である。酸化工程で
は攪拌混合してもしなくても良い。

【００１６】酸素を含むガス中の酸素以外のガスは脱硫
工程処理液に対して不活性なものであればその種類は問
わない。通常空気が用いられる。

【００１７】酸化工程は１つまたは２つあり、これらの
区別については後述する。

【００１８】複分解工程では通常槽型反応器を用い、酸
化工程で生成した硫酸マグネシウムと硫酸の水溶液に塩
基性カルシウム化合物を添加し攪拌混合するが、最初は
硫酸と塩基性化合物が反応し二水石膏が生成し、次いで
硫酸マグネシウムと塩基性カルシウムが反応し二水石膏
と水酸化マグネシウムが生成する。

【００１９】反応温度は８０℃以下、好ましくは６０℃
以下である。このように温度制御すると、生成する二水
石膏は、一般に平均粒子径（長径）が７０μｍ以上、通
常は２００μｍまでの粗大粒子に成長し、一方水酸化マ
グネシウムは１μｍ以下、通常０．３−１μｍ程度の微
小粒子となって、これらが粒子間で凝集して、みかけ上
１０−２０μｍ程度の大きさとなる。

【００２０】複分解工程で使用する塩基性カルシウム化
合物としては、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭
酸カルシウム及びこれらの混合物が好ましく、反応槽に
供給する形状としては粉末でも良いが、これらの水スラ
リーが作業性の点で最も良い。

【００２１】塩基性カルシウム化合物の供給量は、複分
解工程での液のｐＨが１１前後になるよう調整するのが
二水石膏の粒子径を大きくできるので最も良い。

【００２２】カルシウムイオン変換工程では通常槽型反
応器を用いる。水中には二水石膏（溶解度：硫酸カルシ
ウムとして０．２０８ｇ／１００ｇ水溶液）が溶解し、
従ってカルシウムイオンとして約０．０６重量％溶解し
ているが、これが脱硫工程処理液中の亜硫酸水素マグネ
シウムと攪拌混合され水不溶性の亜硫酸カルシウム（溶
解度：０．００５１ｇ／１００ｇ水溶液）が生成、従っ
て水中のカルシウムイオンは約０．００２重量％と１／
３０に減少する。ｐＨが６以下では亜硫酸水素マグネシ
ウムは溶解カルシウムイオンのみならず共存している水
酸化マグネシウムとも反応するので、ｐＨを６以上、好
ましくは６−１１とするのが望ましく、反応温度は８０
℃以下、好ましくは６０℃以下が望ましい。

【００２３】カルシウムイオン変換工程後の水酸化マグ
ネシウム、二水石膏および亜硫酸カルシウムを含む液
（スラリー）は湿式分級器による分離工程において、水
酸化マグネシウムを主とする微粒子スラリーと二水石膏
を主とする粗粒子スラリーに分離され、微粒子スラリー
は脱硫剤として脱硫塔へ循環供給される。二水石膏を主
とする粗粒子スラリーには１０−３０重量％の水酸化マ
グネシウムが随伴されてくる。

【００２４】ここで用いる湿式分級器としては湿式サイ
クロン、遠心沈降器等やこれら類似の分級器があり、特
に湿式サイクロンが良い。

【００２５】粗粒子スラリーは酸化工程に導かれるが、
酸化工程が１つの場合はそれに、酸化工程が２つある場
合はいずれかの一方の酸化工程に導かれ、随伴された水
酸化マグネシウムは脱硫処理液が空気等の酸素を含むガ
スにより酸化されて生成する硫酸マグネシウム及び硫酸
の水溶液と攪拌混合され反応し硫酸マグネシウムとな
る。

【００２６】粗粒子スラリーを別の工程に導き、そこで
酸化工程で生成した硫酸マグネシウム及び硫酸を供給し
撹拌混合すれば、上記酸化工程で粗粒子スラリーを処理
することと同一の効果を与えるので、これも本発明に含
まれることは勿論である。これは前記本発明の第３項に
示してあり、例えば後述する実施例４に述べるように、
石膏処理槽による石膏処理工程がこの別の工程に該当す
る。

【００２７】硫酸マグネシウム水溶液は沈降分離工程に
より二水石膏と分離された後、複分解工程へ循環供給さ
れ、複分解反応により水酸化マグネシウムに変換され脱
硫工程に循環供給され再利用される。沈降分離工程から
の硫酸マグネシウム水溶液の一部は脱硫工程で生成する
亜硫酸マグネシウム濃度を希釈するために利用される場
合もある。脱硫工程では次の反応により、１モルの水酸
化マグネシウムは１モルの亜硫酸ガスを吸収し、生成す
る亜硫酸マグネシウムはさらに１モルの亜硫酸ガスを吸
収する。

【００２８】Ｍｇ（ＯＨ）₂ ＋ＳＯ₂ → ＭｇＳＯ₃ ＭｇＳＯ₃ ＋ＳＯ₂ → Ｍｇ（ＨＳＯ₃ ）₂ このように本発明では沈降分離工程で分離した硫酸マグ
ネシウムを、複分解槽でほぼ全量を亜硫酸マグネシウム
に比べ２倍の亜硫酸ガス吸収能力を持つ水酸化マグネシ
ウムに変換した後脱硫工程に供給するため、沈降分離工
程で分離された亜硫酸マグネシウム水溶液を脱硫工程に
直接循環供給する従来法に比べてマグネシウム系脱硫剤
の利用率が高くなる。

【００２９】さらに従来法では脱硫工程処理液には通常
亜硫酸マグネシウムよりも多量の硫酸マグネシウムが溶
解していることから沈降分離工程で分離された亜硫酸マ
グネシウム水溶液には、硫酸マグネシウムも含んでお
り、これらが水酸化マグネシウムに変換されることなく
脱硫工程に循環供給されるので、本発明の方法における
脱硫剤の利用率がさらに向上していることは明らかであ
る。

【００３０】なお沈降分離工程で分離される二水石膏は
セメント用や石膏ボード用等に広く用いることができ
る。

【００３１】この発明において、湿式分級器で分離され
る二水石膏が、酸化工程で生成する硫酸マグネシウム及
び硫酸の水溶液により処理されると、二水石膏に随伴す
る水酸化マグネシウムが水溶性の硫酸マグネシウムに変
換する。このため沈降分離工程において、二水石膏と硫
酸マグネシウムとの分離効率が高くなり、マグネシウム
系脱硫剤の再利用がより効率的に行われると共に、他用
途向けの二水石膏の取得率も高くなる。また、亜硫酸マ
グネシウム及び硫酸マグネシウムの混合水溶液として回
収し脱硫工程に供給する場合に比べ、これらに対応する
硫酸マグネシウムをほぼ全て亜硫酸ガス吸収能の高い水
酸化マグネシウムに変換し供給できるためマグネシウム
系脱硫剤の利用率は高くなる。

【００３２】更に、カルシウムイオン変換工程におい
て、複分解工程での生成液に脱硫処理液を供給すること
により溶解しているカルシウムイオンが処理液に含まれ
る亜硫酸イオンと反応し水不溶性の亜硫酸カルシウムに
変換されると、次の湿式分級器による分離工程と沈降分
離工程により系外に排出除去されるので、従来の方法の
ように水に溶解し系中を循環している微量のカルシウム
イオンが、脱硫工程において脱硫処理液との反応により
生じる亜硫酸カルシウムの析出による循環用ポンプや配
管のスケール付着や閉塞が発生することなく、円滑な運
転が継続できる。また、このとき複分解工程において生
じた粒子濃度が、カルシウムイオン変換工程において脱
硫工程からの処理液により希釈されるので、その後の湿
式分級器等による分離効率が従来法よりも高くなる。

【００３３】

【実施例】以下に、この発明の排ガスの脱硫方法を図面
を参考にして実施例をあげて説明するが、本発明はこれ
に制限されるものではない。 実施例１ 本実施例は酸化工程が２つある場合の例である。図１は
この実施例の排ガスの脱硫方法に用いる装置の構成例を
示したものである。図において、１は脱硫塔であり、マ
グネシウム系脱硫剤を含む処理液を上方からシャワー状
に流下させ、此の処理液と下方より導入される硫黄酸化
物を含有する排ガスＧ１とを気液接触させることによ
り、脱硫反応によって硫黄酸化物が亜硫酸マグネシウム
等として処理液中に吸収・固定されるとともに、硫黄酸
化物が除去された排ガスＧ２が上方より塔外へ排出され
るようになっている。

【００３４】脱硫塔に供給された排ガスは、高温のため
工水をノズルで噴霧し冷却された。排ガス流量は１００
Ｎｍ³ ／ｈｒ、ＳＯ₂ 濃度は１０００ｐｐｍであった。

【００３５】脱硫塔１の下部層ａに流下した処理液、つ
まり硫黄酸化物を吸収した脱硫液は、新たに供給される
処理液とともにポンプＰ１と配管Ｌ１を介して上部へ送
られ、この繰り返しによって脱硫塔１内を連続的に循環
するようになっている。この処理液の塩濃度は硫酸マグ
ネシウム換算で７．５０重量％、亜硫酸マグネシウムと
亜硫酸水素マグネシウムの合計濃度は硫酸マグネシウム
換算で１．５０重量％、またｐＨは６．２−６．４に調
整し、この結果、各実施例での脱硫率をそれぞれ９５％
に維持することができた。

【００３６】脱硫工程処理液はポンプＰ２と配管Ｌ２に
より脱硫塔より第１酸化槽２に供給され空気により酸化
され硫酸マグネシウムと硫酸の水溶液となる。

【００３７】生成した硫酸マグネシウムと硫酸の水溶液
は配管Ｌ３によって複分解槽３に供給される。複分解槽
３にはさらに後述する沈降槽から分離供給される硫酸マ
グネシウム水溶液と、水酸化カルシウム供給タンク４か
ら配管Ｌ８により３０重量％の水酸化カルシウムの水ス
ラリーを加えて、攪拌機により攪拌混合しながら硫酸マ
グネシウム及び硫酸と水酸化カルシウムとの反応を行わ
せ、二水石膏と水酸化マグネシウムとの固体粒子を生成
する。反応温度は５０℃である。

【００３８】このようにして得られる二種の固体粒子を
含む水スラリーは、次いで配管Ｌ４によりカルシウムイ
オン変換槽５に導かれ、ここで脱硫塔１よりポンプＰ３
及び配管Ｌ５を介して供給される硫黄酸化物を吸収した
脱硫工程処理液の一部と攪拌機により均一に攪拌混合さ
れ、水中に溶解しているカルシウムイオンが上記処理液
中の主として亜硫酸マグネシウムや亜硫酸水素マグネシ
ウムとの反応により、水に不溶性の亜硫酸カルシウムが
生成沈澱した。

【００３９】次いでこれらの二水石膏、水酸化マグネシ
ウム及び亜硫酸カルシウムとの固体粒子を含む水スラリ
ーを、ポンプＰ４により湿式分級器６に導いて、水酸化
マグネシウムを主とする微粒子スラリーと、二水石膏、
亜硫酸カルシウム及び一部の水酸化マグネシウムを含む
粗粒子スラリーとに分離する。

【００４０】水酸化マグネシウムを主とする微粒子スラ
リーは配管Ｌ６を介して脱硫塔に循環供給される。二水
石膏を主とする粗粒子スラリーは第２酸化槽７に導き、
ここで脱硫塔１よりポンプＰ３及び配管Ｌ５を介して供
給される硫黄酸化物を吸収した脱硫工程処理液の一部
と、空気を吹き込みながら攪拌機により均一に攪拌さ
れ、二水石膏と同伴されてきた水酸化マグネシウムは、
亜硫酸水素マグネシウムの酸化により生成した硫酸と反
応し水溶性の硫酸マグネシウムに転化される。

【００４１】この硫酸マグネシウムを含む液は、これに
分散された上記反応に関与しない二水石膏とともに沈降
槽８に導入され、ここで二水石膏と硫酸マグネシウムを
含む液に分離され、下部の二水石膏が配管Ｌ９により系
外に取り出され、上部の硫酸マグネシウムを含む液は配
管Ｌ７を介して前記の複分解槽３に循環供給される。

【００４２】試験結果を表１に示した。表中、Ｍｇ（ｍ
ｏｌ／ｈｒ）及びＣａ（ｍｏｌ／ｈｒ）は配管記号表示
での配管中の硫酸マグネシウム及び二水石膏の換算での
マグネシウム及びカルシウムの量（ｍｏｌ／ｈｒ）であ
る。これらの中で配管Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ９及びＬ１
０（図４の比較例参照）でのＭｇは水酸化マグネシウ
ム、硫酸マグネシウム、亜硫酸マグネシウム及び亜硫酸
水素マグネシウムの合計ｍｏｌ数である。配管Ｌ８及び
Ｌ９でのＣａはそれぞれ水酸化カルシウム及び二水石膏
である。またＣａ（Ｌ９）は配管Ｌ９での二水石膏の量
（ｍｏｌ／ｈｒ）である。Ｍｇ・Ｃａのバランスとも良
好な値を示した。

【００４３】Ｍｇ（ＯＨ）₂ 転換率は配管Ｌ６中の水酸
化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂ （Ｌ６））（ｍｏｌ／
ｈｒ）と、複分解反応に供給した水酸化カルシウム（Ｃ
ａ（Ｌ８））（ｍｏｌ／ｈｒ）との比である。 実施例２ 第２酸化槽に空気を供給しなかったほかは、実施例１と
同様に運転を行った。試験結果を表１に示した。 実施例３ カルシウムイオン変換槽をバイパスさせた以外は実施例
１と同様に運転を行った。試験結果を表１に示した。 実施例４ 本実施例は酸化槽が１つであり、また湿式分級器により
分離された粗粒子スラリーを別槽に導き、粗粒子スリラ
ーの中の随伴された水酸化マグネシウムを酸化槽からの
硫酸マグネシウム及び硫酸により処理する例である。試
験条件は実施例１と同様である。

【００４４】図２はこの実施例の排ガスの脱硫方法に用
いる装置の構成例を示したものである。図において、湿
式分級器により分離された粗粒子スラリーが導かれる槽
７’が図１における酸化槽ではなく空気を吹き込まない
槽（石膏処理槽）であり、これに供給される液が脱硫工
程処理液ではなく酸化槽２からの硫酸マグネシウム及び
硫酸の水溶液であり、二水石膏に同伴されてきた水酸化
マグネシウムが水溶性の硫酸マグネシウムに変換される
こと以外は図１と全く同一であるので説明を省略する。
試験結果を表１に示した。 実施例５ 本実施例は酸化工程が１つで酸化槽７によって行われる
場合の例であり、脱硫工程処理液と、湿式分級器により
分離され水酸化マグネシウムを同伴する粗粒子スラリー
とを同一の酸化槽で処理する例である。

【００４５】図３はこの実施例の排ガスの脱硫方法に用
いる装置の構成例を示したものである。

【００４６】試験結果を表１に示した。 比較例１ この比較例は実施例１の場合とくらべるとカルシウムイ
オン変換槽がなく、第２酸化槽に空気を供給せず、した
がってたんに混合槽７”として機能し、且つ、沈降槽の
上澄液を複分解槽に供給処理することなく直接脱硫塔の
処理液に戻す場合の例である。比較例の試験方法を図４
に、試験結果を表１に示した。

【００４７】

【表１】 この発明の上記脱硫方法においては、脱硫率及び脱硫液
等が同一の条件では、沈降槽８により二水石膏を確実に
分離回収でき、かつ二水石膏が除去された硫酸マグネシ
ウムの含有液は配管Ｌ７を介して複分解槽３に供給され
るため、硫酸マグネシウムの水酸化マグネシウムへの変
換率が０．８７１−０．９４１と比較例の０．８４０よ
り高く、従ってマグネシウム系脱硫剤の利用率を高くす
ることができる。しかも系中を循環しているカルシウム
イオンがカルシウムイオン変換槽５とその後の湿式分級
器６及び沈降槽８等により系外に排出除去されるので、
亜硫酸カルシウム等の析出によるポンプＰ１や配管Ｌ１
内での閉塞やスケーリングが発生することなく、安定し
た運転状態を維持できる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明の排ガスの脱硫
方法によれば、二水石膏の分離回収とマグネシウム系脱
硫剤の利用率の向上が図られ、しかも脱硫塔においては
循環系のスケール付着や閉鎖の要因となる残査の沈積を
完全に防止でき、もって低コストで安定運転が維持でき
る効率の良い排ガス脱硫を行い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱硫方法に用いる装置の構成例を示す
模式図である。

【図２】本発明の脱硫方法に用いる装置の他の構成例を
示す模式図である。

【図３】本発明の脱硫方法に用いる装置の別の構成例を
示す模式図である。

【図４】従来法の脱硫方法に用いられる装置の構成例を
示す模式図である。

【符号の説明】

１ 脱硫塔 ２ （第１）酸化槽 ３ 複分解槽 ４ 水酸化カルシウム供給タンク ５ カルシウムイオン変換槽 ６ 湿式分級器 ７ （第２）酸化槽 ７’ 石膏処理槽 ７” 混合槽 ８ 沈降槽 ９ 水酸化マグネシウムスラリー補給タンク Ｇ１ 脱硫前排ガス Ｇ２ 脱硫後排ガス Ｐ ポンプ Ｌ 配管

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−68124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−68324（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−7045（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硫黄酸化物を含む排ガスをマグネシウム
   系脱硫剤で処理する湿式脱硫方法であって、前記排ガス
   を、前記脱硫剤を含む処理液と連続的に気液接触させ、
   排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫工
   程、脱硫工程後のマグネシウムの亜硫酸塩及び／又は酸
   性亜硫酸塩を含む液を酸素を含むガスで処理して、前記
   マグネシウム塩を硫酸マグネシウムに変換する酸化工
   程、硫酸マグネシウムを含む液を塩基性カルシウム化合
   物と反応させて水酸化マグネシウムと二水石膏とに複分
   解させる複分解工程、前記複分解により生成する水酸化
   マグネシウムスラリーと二水石膏スラリーとを分離し、
   水酸化マグネシムスラリーを脱硫工程に戻す分離工程、
   及び二水石膏のスラリーから二水石膏を沈降分離する沈
   降分離工程を含む方法において、前記脱硫工程からの処
   理液は分離工程からの二水石膏スラリーと共に酸化工程
   に導入され、酸素を含むガスを導入して、マグネシウム
   塩を硫酸マグネシウムに変換すると共に、同時に生成す
   る硫酸で二水石膏に伴われる水酸化マグネシウムを硫酸
   マグネシウムに変換し、ついで沈降分離工程に送り、沈
   降分解工程の主として硫酸マグネシウムを含む上澄み液
   は前記複分解工程に送ることを特徴とする脱硫方法。
2. 【請求項２】 硫黄酸化物を含む排ガスをマグネシウム
   系脱硫剤で処理する湿式脱硫方法であって、前記排ガス
   を、前記脱硫剤を含む処理液と連続的に気液接触させ、
   排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫工
   程、脱硫工程後のマグネシウムの亜硫酸塩及び／又は酸
   性亜硫酸塩を含む液を酸素を含むガスで処理して、前記
   マグネシウム塩を硫酸マグネシウムに変換する酸化工
   程、硫酸マグネシウムを含む液を塩基性カルシウム化合
   物と反応させて水酸化マグネシウムと二水石膏とに複分
   解させる複分解工程、前記複分解により生成する水酸化
   マグネシウムスラリーと二水石膏スラリーとを分離し、
   水酸化マグネシウムスラリーを脱硫工程に戻す分離工
   程、及び二水石膏のスラリーから二水石膏を沈降分離す
   る沈降分離工程を含む方法において、前記分離工程と沈
   降分離工程との間に前記酸化工程と異なる第２の酸化工
   程を設け、前記脱硫工程から酸化工程に向かう脱硫工程
   処理液を第１の流れと第２の流れとに分離し、第１の流
   れは前記酸化工程、複分解工程、分離工程を逐次経た
   後、二水石膏スラリーは第２の流れと共に第２の酸化工
   程に導かれ、酸素を含むガスを導入して、マグネシウム
   塩を硫酸マグネシウムに変換すると共に、同時に生成す
   る硫酸で二水石膏に伴われる水酸化マグネシウムを硫酸
   マグネシウムに変換し、ついで沈降分離工程に送り、沈
   降分離工程の主として硫酸マグネシウムを含む上澄み液
   は前記複分解工程に戻すことを特徴とする脱硫方法。
3. 【請求項３】 硫黄酸化物を含む排ガスをマグネシウム
   系脱硫剤で処理する湿式脱硫方法であって、前記排ガス
   を、前記脱硫剤を含む処理液と連続的に気液接触させ、
   排ガス中に含まれる硫黄酸化物を吸収除去する脱硫工
   程、脱硫工程後のマグネシウムの亜硫酸塩及び／又は酸
   性亜硫酸塩を含む液を酸素を含むガスで処理して、前記
   マグネシウム塩を硫酸マグネシウムに変換する酸化工
   程、硫酸マグネシウムを含む液を塩基性カルシウム化合
   物と反応させて水酸化マグネシウムと二水石膏とに複分
   解させる複分解工程、前記複分解により生成する水酸化
   マグネシウムスラリーと二水石膏スラリーとを分離し、
   水酸化マグネシウムスラリーを脱硫工程に戻す分離工
   程、及び二水石膏のスラリーから二水石膏を沈降分離す
   る沈降分離工程を含む方法において、前記分離工程と沈
   降分離工程との間に石膏処理工程を設け、前記酸化工程
   から複分解工程に向かう酸化工程からの処理液を第１の
   流れと第２の流れとに分離し、第１の流れは前記複分解
   工程、分離工程を逐次経た後、分離された二水石膏スラ
   リーは、第２の流れと共に前記石膏処理工程に導かれ、
   二水石膏スラリーに含まれる水酸化マグネシウムが第２
   の流れに含まれる硫酸により硫酸マグネシウムに変換さ
   れた後沈降分離工程に送られ、沈降分離工程の主として
   硫酸マグネシウムを含む上澄み液を前記複分解工程に戻
   すことを特徴とする脱硫方法。
4. 【請求項４】 前記脱硫工程からの処理液の一部を複分
   解工程で得られた混合スラリー液と共に、前記複分解工
   程と分離工程との間に設けたカルシウムイオン変換工程
   に導き、溶解しているカルシウムイオンを亜硫酸カルシ
   ウムに変換した後、前記分離工程に送ることを特徴とす
   る請求項１乃至３記載の脱硫方法。